JP2008196316A - Starting control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の始動制御装置に関する。 The present invention relates to a start control device for an internal combustion engine.
従来の内燃機関の始動制御装置は、エンジン始動時の回転吹け上がり量の積分値に基づいて、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように点火時期をフィードバック制御していた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述した従来の内燃機関の始動制御装置は、エンジン始動時の回転吹け上がり量の積分値に応じた点火時期リタードによるトルクコントロールで回転吹け上がりを低下させるものであった。そのため、回転吹け上がりが発生してからの抑制となり、エンジン始動時において、振動や騒音などの始動性能に問題点があった。 However, the above-described conventional start control device for an internal combustion engine reduces the rotational surcharge by torque control by the ignition timing retard according to the integral value of the rotational surplus amount at the time of engine start. For this reason, there is a problem in starting performance such as vibration and noise at the time of starting the engine, since it becomes a suppression after the occurrence of rotational blow-up.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、エンジン始動時の回転吹け上がりを抑制して始動性能の向上を図ることを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and an object of the present invention is to improve the start-up performance by suppressing the rotational blow-up at the start of the engine.
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
本発明は、吸気弁(35)のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大、縮小させることができるリフト作動角可変機構(110)と、前記吸気弁(35)のリフト中心角の位相を遅進させることができる位相可変機構(140)と、を備えた前記吸気弁(35)のバルブタイミングを可変制御可能な可変動弁機構(100)を有し、筒内流入吸気量をこの可変動弁機構(100)によって制御する内燃機関(1)の始動制御装置であって、機関始動時に、前記吸気弁(35)のバルブタイミングを、リフト・作動角が小リフト・小作動角で、閉時期が下死点付近となる始動バルブタイミングに制御する始動時回転速度制御手段(S316)を備える。 According to the present invention, the lift operating angle variable mechanism (110) capable of simultaneously and continuously expanding and reducing the lift and operating angle of the intake valve (35), and the phase of the lift center angle of the intake valve (35). And a variable valve mechanism (100) capable of variably controlling the valve timing of the intake valve (35) provided with a phase variable mechanism (140) capable of being retarded. A start control device for an internal combustion engine (1) controlled by a variable valve mechanism (100), wherein when the engine is started, the valve timing of the intake valve (35) is set such that the lift / operating angle is a small lift / small operating angle, A starting speed control means (S316) for controlling the starting valve timing so that the closing timing is near bottom dead center is provided.
機関始動時に吸気弁を始動バルブタイミングに制御することで、着火後機関回転速度の上昇に伴い、小リフト・小作動角の効果により筒内流入空気量が絞られ、回転吹け上がりを抑制させることができ、始動性能の向上を図ることができる。 By controlling the intake valve at the start valve timing when starting the engine, the amount of air flowing into the cylinder is reduced by the effect of a small lift and small operating angle as the engine speed increases after ignition, and the engine speed increases. Thus, the starting performance can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、吸気弁可変動弁機構を備えたエンジンの構成を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an engine including an intake valve variable valve mechanism.
エンジン1は、クランクケース10と、クランクケース10に連結されるシリンダブロック20と、シリンダブロック20の頂部を覆うシリンダヘッド30とを備える。
The
クランクケース10の内部には、クランクシャフト11が回転可能に支持される。クランクシャフト11には、エンジン1の始動時にスタータモータ12によって、クランクシャフト11の一端に連結されたフライホイール13のリングギヤ14を介して始動トルクが与えられる。
A
シリンダブロック20には、複数のシリンダ21が形成される。図1では図面の煩雑を防止するため、1つのシリンダのみを記載してある。シリンダ21には、ピストン22が摺動自在に嵌合する。ピストン22は、コンロッド23によってクランクシャフト11に連結される。
A plurality of
シリンダヘッド30には、燃焼室31の頂壁に開口する吸気通路32と排気通路33とが形成され、燃焼室31の頂壁中心に点火栓34が設けられる。また、シリンダヘッド30には、吸気通路31の開口を開閉する一対の吸気弁35と、排気通路32の開口を開閉する一対の排気弁36とが設けられる。図1では図面の煩雑を防止するため、一方の吸気弁及び排気弁のみを記載してある。さらに、シリンダヘッド30には、吸気弁35を開閉駆動すると共にその開閉時期を任意の時期に設定できる吸気弁可変動弁機構100と、排気弁36を開閉駆動する排気カムシャフト37とが設けられる。
The
吸気通路32には、上流から順にエアクリーナ321と、吸気温センサ322と、エアフローセンサ323と、燃料噴射弁324とが設けられる。
The
エアクリーナ321は、空気中に含まれる異物を除去する。吸気温センサ322は、エンジン1に吸入される空気の温度(吸気温)を検出する。エアフローメータ323は、エンジン1に吸入される空気の流量(吸気量)を検出する。燃料噴射弁324は、エンジン運転状態に応じて燃料を噴射する。
The
排気通路33には、排気中の炭化水素や窒素酸化物等の有害物質を取り除く触媒コンバータ331が設けられる。
The
コントローラ200は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、不揮発メモリ20及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ200には、上述したセンサ信号のほかにも、エンジン1の水温を検出するエンジン水温センサ201、エンジン1の油温を検出するエンジン油温センサ202、クランク角に基づいてエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ203、エンジン始動信号を検出するイグニッションセンサ204等の各種センサからの信号が入力される。
The
次に、図2を参照して、吸気弁可変動弁機構100について説明する。図2は、吸気弁可変動弁機構100の斜視図である。
Next, the intake valve
吸気弁可変動弁機構100は、吸気弁35のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構110と、吸気弁35のリフト中心角(吸気弁35が最大リフトを迎えるクランク角度位置)の位相を進角又は遅角させる位相可変機構140とを備え、吸気弁35のバルブタイミングを可変制御する。なお、図2では1つの気筒に対応する一対の吸気弁35及びその関連部品のみを簡略的に図示している。
The intake valve
まず、リフト・作動角可変機構110の構成について説明する。
First, the configuration of the lift / operating
吸気弁35の上方には、気筒列方向に延びる中空状の駆動軸113が設けられる。駆動軸113は、一端部に設けられた従動スプロケット142等を介して、図示しないベルトやチェーンでクランクシャフト11と連係され、クランクシャフト11に連動して軸周りに回転する。
A
駆動軸113には、気筒ごとに、一対の揺動カム120が駆動軸113に対して回転自在に取り付けられる。この一対の揺動カム120が駆動軸113を中心として所定の回転範囲で揺動(上下動)することによって、その下方に位置する吸気弁のバルブリフタ119が押圧され、吸気弁35が下方にリフトする。なお、一対の揺動カム120は、互いに円筒等で同位相に固定されている。
A pair of
駆動軸113の外周には、円筒状の駆動カム115が圧入等によって固定される。駆動カム115の中心P4(図3参照)は、駆動軸113の軸心P3(図3参照)から所定量だけ偏心した位置にある。駆動カム115は、揺動カム120から軸方向に所定の距離だけ離れた位置に固定される。そして、駆動カム115の外周面には、リンクアーム125の基端125aが、回転自在に嵌合する。
A
駆動軸113の斜め上方には、制御軸116が、駆動軸113と平行に気筒列方向へ延びて、回転自在に支持される。
A
制御軸116の一端部には、制御軸116を所定回転角度範囲内で回転させるリフト量制御アクチュエータ130が設けられる。リフト量制御アクチュエータ130は、エンジン1の運転状態を検出するコントローラ200からの制御信号に基づいて、第1油圧装置201によって制御される。
One end of the
制御軸116の外周面には、制御カム117が圧入等によって固定される。制御カム117の中心P1(図3参照)は、制御軸116の軸心P2(図3参照)から所定量だけ偏心した位置にある。制御カム117には、ロッカアーム118が、制御カム117の外周面に回転自在に嵌合する。ロッカアーム118は、制御カム117の軸心P1を支点として揺動する。
A
ロッカアーム118は、制御カム117に支持される中央の基端部118aを中心に、軸方向と垂直に左右方向に伸び、その両端には一端部118bと他端部118cとを有する。そして一端部118bと揺動カム120とがリンク部材126によって連結され、他端部118c(図3参照)とリンクアーム125の端部125bとが連結される。
The
次に、位相可変機構140の構成について説明する。
Next, the configuration of the
位相可変機構140は、位相角制御アクチュエータ141と第2油圧装置202とを備える。
The
位相角制御アクチュエータ141は、スプロケット142と駆動軸113とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる。
The phase
第2油圧装置202は、エンジン1の運転状態を検出するコントローラ200からの制御信号に基づいて、位相角制御アクチュエータ141を制御する。
The second
第2油圧装置202による位相角制御アクチュエータ141への油圧制御によって、スプロケット142と駆動軸113とが相対的に回転し、リフト中心角が進角又は遅角する。
By the hydraulic control to the phase
続いてリフト・作動角可変機構110の作用を詳述する。
Next, the operation of the lift / operating angle
図3(A)(B)は、リフト・作動角可変機構110の駆動軸方向視図である。図3(A)は、吸気弁35のゼロリフト時における揺動カム120の最小揺動時及び最大揺動時の位置を示す図である。図3(B)は、吸気弁35のフルリフト時における揺動カム120の最小揺動時及び最大揺動時の位置を示す図である。
3A and 3B are views of the lift / operating angle
ここで、吸気弁のゼロリフト時とは、吸気弁35がリフトしないことをいう(つまり吸気弁のリフト量はゼロ)。また、吸気弁のフルリフト時とは、吸気弁35が最大のリフト量となることをいう。
Here, the time of zero lift of the intake valve means that the
図3(A)に示すように、制御カム117の中心P1が制御軸116の軸心P2の上方に位置し、制御カムの厚肉部117aが制御軸116に対して上方に位置しているときは、ロッカアーム118は全体として上方へ位置し、揺動カム120の端部120aが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム120の初期位置は、カム面120bがバルブリフタ119から離れる方向に傾く(図3(A)の左側参照)。したがって、駆動軸113の回転に伴って揺動カム120が揺動した際に、基円面120cが長くバルブリフタに接触し続け、カム面120bがバルブリフタに接触する期間が短くなる。このため、吸気弁35の最大リフト量が小さくなる(図3(A)の右側参照)。また、吸気弁35の開時期から閉時期までのクランク角度区間、つまり吸気弁35の作動角も縮小する。
As shown in FIG. 3A, the center P 1 of the
一方、図3(B)に示すように、制御カム117の中心P1が制御軸116の軸心P2の下方に位置し、制御カムの厚肉部117aが制御軸116に対して下方に位置している場合には、ロッカアーム118は全体として下方へ位置し、揺動カム120の端部120aが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム120の初期位置は、カム面120bがバルブリフタ119に近付く方向に傾く(図3(B)の左側参照)。したがって、駆動軸113の回転に伴って揺動カム120が揺動した際に、バルブリフタ119と接触する部位が基円面120cからカム面120bへと直ちに移行する。このため、吸気弁35の最大リフト量が大きくなる(図3(B)の右側参照)。また、吸気弁35の作動角も拡大する。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the center P 1 of the
図4は、吸気弁可変動弁機構100の作用を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the intake valve
先に図3を参照して説明した制御カム117の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、吸気弁35のバルブリフト特性は連続的に変化する。つまり、図4の実線に示したように、吸気弁可変動弁機構100は、リフト・作動角可変機構110によって、吸気弁35のリフト量及び作動角を、両者同時に連続的に拡大、縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、吸気弁35のリフト量及び作動角の大小変化に伴い、吸気弁35の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。
Since the initial position of the
さらに、図4の破線に示したように、吸気弁可変動弁機構100は、位相可変機構140によって、リフト中心角を進角又は遅角させることができる。
Furthermore, as shown by the broken line in FIG. 4, the intake valve
このように、リフト・作動角可変機構110と位相可変機構140とを組み合わせることによって、吸気弁可変動弁機構100は、任意のクランク角度位置で吸気弁35を開閉でき、吸気弁35の閉時期を任意の時期に設定することができる。つまり、吸気弁35のバルブタイミングを任意に設定することができる。
In this way, by combining the lift / operating angle
図5は、吸気弁35のリフト量及び作動角と、エンジン体積効率ηvとの関係を示した図である。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the lift amount and operating angle of the
図5に示すように、小リフト・小作動角のときは、エンジン回転速度が高回転(800rpm付近)のときよりも、低回転(200rpm付近)のときのほうが体積効率が高くなるという事実がある。したがって、エンジン始動時は、吸気弁35のリフト量を大リフトとするよりも、むしろ小リフトとしたほうが体積効率が高くなる。さらに、エンジン始動時にリフト量を小リフトにしていれば、着火後、エンジン回転速度の上昇に伴って体積効率が低下するので、エンジンの吹け上がりを抑制することができる。
As shown in FIG. 5, when the lift is small and the operating angle is small, the volume efficiency is higher when the engine speed is low (around 200 rpm) than when the engine speed is high (around 800 rpm). is there. Therefore, when the engine is started, the volumetric efficiency is higher when the lift amount of the
次に、リフト量及び作動角を大きくしていくと、各エンジン回転速度における体積効率はほぼ同じになるものの、吸気弁35の閉時期が下死点から遅角するため、体積効率は低下する。
Next, when the lift amount and the operating angle are increased, the volumetric efficiency at each engine rotation speed becomes substantially the same, but the volumetric efficiency decreases because the closing timing of the
吸気弁35のリフト量及び作動角とエンジン体積効率との間には、このような関係があるため、エンジン始動時に、予めリフト量及び作動角を小リフト・小作動角に設定することで、体積効率が高められて圧縮温度が高まるので着火性能が向上する。また同時に吸気弁35の閉時期を下死点前後に設定でき、実圧縮比が高くなって圧縮温度が高まるので、より着火性能を向上させることができる。
Since there is such a relationship between the lift amount and operating angle of the
また、エンジン始動時に、予めリフト量及び作動角を小リフト・小作動角に設定することで、筒内に流入する空気流量が絞られるため、エンジン回転速度の上昇とともに体積効率が低下する。これにより、エンジン始動時の吹け上がりを抑制することができる。一方で、予め定められたエンジン始動時のリフト量及び作動角では、回転吹け上がり抑制効果によって、着火後にエンジン回転速度をアイドル回転速度まで到達させることができないときは、吸気弁35のリフト量及び作動角を、大リフト・大作動角にすることで始動トルクを確保することができる。
In addition, by setting the lift amount and the operating angle to a small lift / small operating angle in advance when starting the engine, the air flow rate flowing into the cylinder is reduced, so that the volume efficiency decreases as the engine speed increases. Thereby, the racing at the time of engine starting can be suppressed. On the other hand, when the engine rotation speed cannot reach the idle rotation speed after ignition at a predetermined lift amount and operating angle at the time of starting the engine due to the effect of suppressing the rotational blow-up, the lift amount of the
このように、エンジン始動時の吸気弁35のリフト量及び作動角を、図5の実線で囲まれた領域に設定すれば、エンジン回転速度の上昇速度を検出し、必要に応じて吸気弁可変動弁機構100を制御することで始動トルクを制御することができる。
In this way, if the lift amount and operating angle of the
以下では、このエンジン始動時における吸気弁可変動弁機構100による始動トルク制御について説明する。
Hereinafter, the starting torque control by the intake valve
図6は、吸気弁可変動弁機構100のエンジン始動時制御を示すフローチャートである。コントローラ200は、本ルーチンを所定時間(例えば10ms)ごとに繰り返し実行する。
FIG. 6 is a flowchart showing engine start time control of the intake valve
ステップS1において、コントローラ200は、エンジン始動信号を読み込む。エンジン始動信号はイグニッションセンサ204によって検出され、運転者のキー操作によってエンジンが始動されるときにONとなる。
In step S1, the
ステップS2において、コントローラ200は、エンジン始動信号がONであるか否かを判定する。コントローラ200は、エンジン始動信号がONであればステップS3に処理を移行し、OFFであればステップS4に処理を移行する。
In step S2, the
ステップS3において、コントローラ200は、始動トルク制御を実行する。具体的な処理内容については図7を参照して説明する。
In step S3, the
ステップS4において、コントローラ200は、アイドル回転速度制御を実行する。具体的には、エンジン回転速度がアイドル回転速度を保つように吸気弁35のバルブタイミングや燃料噴射量、点火時期を制御する。
In step S4, the
図7は、本発明の第1実施形態による始動トルク制御について説明するフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart illustrating the starting torque control according to the first embodiment of the present invention.
ステップS311において、コントローラ200は、エンジン油水温及び吸気温を読み込む。
In step S311, the
ステップS312において、コントローラ200は、スタータモータ12を駆動してクランクシャフト11をクランキングさせる。
In step S312, the
ステップS313において、コントローラ200は、エンジン回転速度を読み込む。
In step S313, the
ステップS314において、コントローラ200は、可変動弁駆動許可信号を読み込む。可変動弁駆動許可信号は、エンジンが回転しているときにONとなる。
In step S314, the
ステップS315において、コントローラ200は、可変動弁駆動許可信号がONであるか否かを判定する。コントローラ200は、可変動弁駆動許可信号がONであればステップS316に処理を移行し、OFFであれば今回の処理を終了する。
In step S315, the
ステップS316において、コントローラ200は、吸気弁可変動弁機構100を制御して、吸気弁35のリフト量及び作動角を予め定められたエンジン始動時のリフト量及び作動角、すなわち図5で説明した始動トルク制御が可能な小リフト・小作動角の領域(以下「始動バルブタイミング」という)に制御する。
In step S316, the
ステップS317において、コントローラ200は、着火後のエンジン回転速度の上昇値(以下「エンジン回転上昇速度」という)が所定範囲に収まっているか否かを判定する。具体的には今回処理で読み込んだエンジン回転速度と前回処理で読み込んだエンジン回転速度との差が所定範囲に収まっているか否かを判定する。コントローラ200は、エンジン回転上昇速度が所定範囲に収まっていれば今回の処理を終了し、収まっていなければステップS318に処理を移行する。
In step S317, the
ステップS318において、コントローラ200は、所定の目標エンジン回転上昇速度と実際のエンジン回転上昇速度との偏差に応じて、吸気弁可変動弁機構100を制御する。具体的には、エンジン回転上昇速度が所定値α未満の場合は、始動トルクが不足しているときなので、吸気弁35のリフト量及び作動角を大きくして始動トルクを確保する。一方、エンジン回転上昇速度が所定値βより大きい場合は、エンジンが吹け上がっているときなので、吸気量を絞って吹け上がりを抑制すべく、吸気弁35のリフト量及び作動角を小さくする。
In step S318, the
図8は、本発明の第1実施形態による始動トルク制御のタイムチャートである。 FIG. 8 is a time chart of the starting torque control according to the first embodiment of the present invention.
時刻t1で、エンジン始動信号がONになると(図7(A);S2でYes)、クランキングが開始され、エンジン回転速度が上昇する(図7(C);S312)。 When the engine start signal is turned on at time t1 (FIG. 7 (A); Yes in S2), cranking is started and the engine speed is increased (FIG. 7 (C); S312).
時刻t2で、エンジン回転が開始されているため吸気弁可変動弁機構100の駆動が許可され(図7(B)(C);S315でYes)、吸気弁35のバルブタイミングが始動バルブタイミングにセットされる(図7(D);S316)。
Since the engine rotation is started at time t2, the drive of the intake valve
時刻t3で、着火されてエンジン回転速度が上昇すると(図7(C))、検出されたエンジン回転速度の上昇値(エンジン回転上昇速度)に基づいて、時刻t3〜t4の区間において吸気弁35のバルブタイミングが制御される(図7(C)(D);S317でNo又はS317でYes、S318)。なお、本タイムチャートはエンジン回転上昇速度が所定範囲に収まっている場合を示しているため、時刻t3〜t4の区間において吸気弁35のバルブタイミングは変更されていない。
At time t3, when the engine speed is ignited and the engine speed increases (FIG. 7C), based on the detected increase value of the engine speed (engine speed increase speed), the
時刻t4で、エンジン始動信号がOFFになると、アイドル回転速度制御が開始される(図7(A);S2でNo、S4)。 When the engine start signal is turned off at time t4, the idle rotation speed control is started (FIG. 7A; No in S2, S4).
以上説明した本実施形態によれば、筒内流入吸気量を可変動弁機構によって制御する内燃機関において、エンジン始動時に、予めリフト量及び作動角を小リフト・小作動角に設定することとした。これにより、エンジン始動時の体積効率が高められて圧縮温度が高まるので着火性能が向上する。また同時に吸気弁35の閉時期を下死点前後に設定できるため、実圧縮比が高くなって圧縮温度が高まり、着火性能をより一層向上させることができる。
According to the embodiment described above, in the internal combustion engine that controls the in-cylinder inflow intake amount by the variable valve mechanism, when the engine is started, the lift amount and the operating angle are set to the small lift and the small operating angle in advance. . Thereby, the volumetric efficiency at the time of starting the engine is increased and the compression temperature is increased, so that the ignition performance is improved. At the same time, since the closing timing of the
また、エンジン始動時に、予めリフト量及び作動角を小リフト・小作動角に設定することで、筒内に流入する空気流量が絞られるため、エンジン回転速度の上昇とともに体積効率が低下する。これにより、エンジン始動時の吹け上がりを抑制することができ、始動時の不快な振動を抑制することができる。一方で、予め定められたエンジン始動時のリフト量及び作動角では、回転吹け上がり抑制効果によって、着火後にエンジン回転速度をアイドル回転速度まで到達させることができないときは、吸気弁35のリフト量及び作動角を、大リフト・大作動角にすることで始動トルクを確保することができる。
In addition, by setting the lift amount and the operating angle to a small lift / small operating angle in advance when starting the engine, the air flow rate flowing into the cylinder is reduced, so that the volume efficiency decreases as the engine speed increases. Thereby, the racing at the time of engine starting can be suppressed, and unpleasant vibration at the time of starting can be suppressed. On the other hand, when the engine rotation speed cannot reach the idle rotation speed after ignition at a predetermined lift amount and operating angle at the time of starting the engine due to the effect of suppressing the rotational blow-up, the lift amount of the
このように、エンジン回転速度の上昇値に応じて吸気弁可変動弁機構100を制御することで始動トルクを制御することができる。
Thus, the starting torque can be controlled by controlling the intake valve
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態による始動トルク制御について説明する。本発明の第2実施形態による始動トルク制御は、エンジン始動時にプレイグニッション(エンジン始動時の圧縮動作によって点火タイミングより前に燃料が着火すること)発生の可能性を判定する点で第1実施形態による始動トルク制御と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下の各実施形態では上述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
Next, the starting torque control according to the second embodiment of the present invention will be described. The starting torque control according to the second embodiment of the present invention is the first embodiment in that it determines the possibility of occurrence of pre-ignition (fuel is ignited before the ignition timing by the compression operation at the time of starting the engine) at the time of starting the engine. This is different from the starting torque control by. Hereinafter, the difference will be mainly described. In the following embodiments, the same reference numerals are used for portions that perform the same functions as those in the first embodiment described above, and repeated descriptions are omitted as appropriate.
図9は、吸気弁35のリフト量及び作動角と、クランキング時の筒内圧縮温度との関係を示した図である。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the lift amount and operating angle of the
エンジン始動時の吸気弁35のバルブタイミングを、小リフト・小作動角かつ閉時期が下死点前後(図9の始動初期位置)となるように設定した場合、特に吸気温が高いときには、ピストン22の圧縮動作によって、筒内温度がプレイグニッション発生温度を超えてしまう場合がある。以下では、このエンジン始動時に発生するプレイグニッションを必要に応じて「始動プレイグ」と略称する。
When the valve timing of the
このような始動プレイグの発生は燃費の悪化やエンジンの破損の原因となるため、回避することが望ましい。そこで、本実施形態では、エンジン始動時に、エンジン油水温、吸気温から始動プレイグ発生の可能性を判定し、可能性がある場合には、始動プレイグ回避バルブタイミングとなるように吸気弁可変動弁機構100を制御する。以下では、始動プレイグの発生を防止する始動トルク制御について説明する。
The occurrence of such a start plague causes deterioration of fuel consumption and engine damage, and is desirably avoided. Therefore, in the present embodiment, at the time of engine start, the possibility of occurrence of the start pre-ignition is determined from the engine oil water temperature and the intake air temperature. The
図10は、本発明の第2実施形態による始動トルク制御について説明するフローチャートである。なお、S311〜S318で実行される処理は第1実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。 FIG. 10 is a flowchart illustrating the starting torque control according to the second embodiment of the present invention. In addition, since the process performed by S311 to S318 is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted here.
ステップS321において、コントローラ200は、エンジン水温、吸気温に基づいて始動プレイグが発生する可能性があるか否かを判定する。コントローラ200は、始動プレイグが発生する可能性があると判定した場合には始動プレイグ発生フラグを1とし、可能性がないと判定した場合には始動プレイグ発生フラグを0とする。
In step S321, the
ステップS322において、コントローラ200は、始動プレイグ発生フラグが1か否かを判定する。コントローラ200は、始動プレイグ発生フラグが1であればステップS323に処理を移行し、0であればS316に処理を移行する。
In step S322, the
ステップS323において、コントローラ200は、始動プレイグ回避バルブタイミングとなるように吸気弁可変動弁機構100を制御する。具体的には、吸気弁35のリフト量及び作動角を、始動バルブタイミング(始動初期位置)から大リフト・大作動角側に変更させることで、吸気弁35の閉時期を遅角させる。これにより、エンジン始動時の体積効率が低下するので圧縮温度が低下し、始動プレイグを回避することができる。なお、始動初期位置から小リフト・小作動角側に変更させても始動プレイグを回避することができる。筒内吸入空気を絞ることでも圧縮温度を低下させることができるためである。
In step S323, the
ステップS324において、コントローラ200は、吸気弁35のバルブタイミングの変更だけでは始動プレイグを回避できないと判断したときは、燃料噴射制御によって始動プレイグを回避する。具体的には、燃料噴射時期を排気行程から吸気行程に遅角する。これにより、圧縮温度を気化潜熱によって下げることができ、始動プレイグを回避することができる。
In step S324, when the
図11は、本発明の第2実施形態による始動トルク制御のタイムチャートである。 FIG. 11 is a time chart of the starting torque control according to the second embodiment of the present invention.
時刻t1で、エンジン始動信号がONになると(図11(A);S2でYes)、エンジン油水温及び吸気温が読み込まれ(S311)、これら検出信号に基づいて始動プレイグが発生するか否かが判定される(図11(B);S321)。また、クランキングが開始され、エンジン回転速度が上昇する(図11(D);S312)。 When the engine start signal is turned on at time t1 (FIG. 11 (A); Yes in S2), the engine oil water temperature and the intake air temperature are read (S311), and whether or not a start plague is generated based on these detection signals. Is determined (FIG. 11B; S321). Further, cranking is started and the engine rotation speed is increased (FIG. 11D; S312).
時刻t2で、エンジン回転が開始されているため吸気弁可変動弁機構100の駆動が許可され(図11(C)(D);S315でYes)、吸気弁35のバルブタイミングが始動プレイグ判定フラグの値に応じてセットされる(S322)。本タイムチャートでは、始動プレイグ判定フラグが1にセットされているため(図11(B))、吸気弁35のバルブタイミングは、始動プレイグ回避バルブタイミング(始動バルブタイミングよりも大リフト・大作動角側のバルブタイミング)にセットされる(図11(E);S322でYes、S323)。また、吸気弁35のバルブタイミングを始動プレイグ回避バルブタイミングに変更しただけでは、始動プレイグが回避できないときは、同時に燃料噴射タイミングも吸気行程噴射にセットされる(図11(F);S324)。
Since engine rotation is started at time t2, the drive of the intake valve
時刻t3で、エンジン回転速度が所定のエンジン回転速度に到達し、エンジン始動信号がOFFになると、アイドル回転速度制御が開始される(図11(A);S2でNo、S4)。 When the engine rotational speed reaches a predetermined engine rotational speed at time t3 and the engine start signal is turned OFF, idle rotational speed control is started (FIG. 11A; No in S2, S4).
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、エンジン始動時にプレイグニッションが発生する可能性がある場合に、吸気弁35のバルブタイミングを制御することで圧縮温度を低下させて、プレイグニッションを回避することができる。
According to the present embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, the compression temperature is lowered by controlling the valve timing of the
なお、以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることは明白である。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.
例えば、第2実施形態では、エンジン始動時にプレイグニッションが発生する可能性がある場合には、吸気弁のバルブタイミングと燃料噴射タイミングの両方を制御することで圧縮温度を低下させて、プレイグニッションを回避したが、いずれか一方のみを制御することとしても良い。 For example, in the second embodiment, when there is a possibility that pre-ignition may occur at the time of engine start, the compression temperature is lowered by controlling both the valve timing of the intake valve and the fuel injection timing, and pre-ignition is performed. Although avoided, only one of them may be controlled.
1 内燃機関
35 吸気弁
100 可変動弁機構
110 リフト・作動角可変機構
140 位相可変機構
201 エンジン水温センサ(機関温度検出手段)
202 エンジン油温センサ(機関温度検出手段)
203 エンジン回転速度センサ(回転速度検出手段)
322 吸気温センサ(吸気温検出手段)
S316、S317、S318 始動時回転速度制御手段
S321 始動プレイグ発生判定手段
S323 始動時回転速度制御手段
S324 始動時回転速度制御手段
DESCRIPTION OF
202 Engine oil temperature sensor (engine temperature detection means)
203 Engine rotational speed sensor (rotational speed detection means)
322 Intake air temperature sensor (intake air temperature detection means)
S316, S317, S318 Start-up rotation speed control means S321 Start pre-ignition generation determination means S323 Start-up rotation speed control means S324 Start-up rotation speed control means
Claims (8)
機関始動時に、前記吸気弁のバルブタイミングを、リフト・作動角が小リフト・小作動角で、閉時期が下死点付近となる始動バルブタイミングに制御する始動時回転速度制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 A lift operating angle variable mechanism that can simultaneously and continuously expand and contract the lift / operating angle of the intake valve, and a phase variable mechanism that can retard the phase of the lift center angle of the intake valve. An internal combustion engine start control device that has a variable valve mechanism that can variably control the valve timing of the intake valve, and that controls the in-cylinder inflow intake air amount by the variable valve mechanism;
It is provided with a starting speed control means for controlling the valve timing of the intake valve to a starting valve timing at which the lift / operating angle is a small lift / small operating angle and the closing timing is near the bottom dead center when the engine is started. A start control device for an internal combustion engine characterized by the above.
前記回転速度の上昇速度を算出する機関回転上昇速度演算手段と、を備え、
前記始動時回転速度制御手段は、初爆後、所定のアイドル回転速度に到達するまでの間において、前記上昇速度が所定範囲外の値のときには、前記上昇速度と予め定められた目標機関回転上昇速度との偏差に基づいて、前記上昇速度が前記目標機関回転上昇速度となるように前記吸気弁のバルブタイミングを補正する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の始動制御装置。 Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the internal combustion engine;
Engine rotation increase speed calculating means for calculating the increase speed of the rotation speed,
The starting speed control means is configured to increase the engine speed and a predetermined target engine speed increase when the increasing speed is out of a predetermined range after the first explosion until the predetermined idle rotating speed is reached. 2. The start control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve timing of the intake valve is corrected based on a deviation from a speed so that the increase speed becomes the target engine rotation increase speed.
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の始動制御装置。 The starting rotational speed control means makes the lift / operation angle of the intake valve larger than the lift / operation angle at the start valve timing when the rising speed is smaller than the minimum value of the predetermined range. The start control device for an internal combustion engine according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の始動制御装置。 The starting rotational speed control means makes the lift / operating angle of the intake valve smaller than the lift / operating angle at the start valve timing when the rising speed is larger than the maximum value in the predetermined range. A start control device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3.
機関に吸入される空気の温度を検出する吸気温検出手段と、
前記機関温度検出手段及び吸気温検出手段の検出値から、機関始動時にプレイグニッションが発生するか否かを判定する始動プレイグ発生判定手段と、を備え、
前記始動時回転速度制御手段は、前記始動プレイグ発生判定手段がプレイグニッション発生と判定したときは、筒内流入空気量を、前記始動バルブタイミングにおける筒内流入空気量よりも少なくしてプレイグニッションを回避するように前記吸気弁のバルブタイミングを補正する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の始動制御装置。 Engine temperature detecting means for detecting the engine temperature;
Intake air temperature detecting means for detecting the temperature of air sucked into the engine;
Starting pre-ignition generation determining means for determining whether or not pre-ignition occurs at the time of starting the engine from detection values of the engine temperature detecting means and the intake air temperature detecting means,
When the start pre-ignition generation determining means determines that pre-ignition has occurred, the starting rotational speed control means reduces the pre-ignition by reducing the in-cylinder inflow air amount less than the in-cylinder inflow air amount at the start valve timing. 2. The start control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve timing of the intake valve is corrected so as to avoid it.
ことを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の始動制御装置。 The starting rotational speed control means corrects the valve timing of the intake valve so as to avoid pre-ignition so that the closing timing of the intake valve is retarded from the closing timing in the starting valve timing. The start control device for an internal combustion engine according to claim 5.
ことを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の始動制御装置。 The starting rotational speed control means corrects the valve timing of the intake valve so as to avoid the pre-ignition so that the lift / operating angle of the intake valve is smaller than the lift / operating angle at the start valve timing. The start control device for an internal combustion engine according to claim 5.
機関に吸入される空気の温度を検出する吸気温検出手段と、
前記機関温度検出手段と吸気温検出手段との検出値から、機関始動時にプレイグニッションが発生するか否かを判定する始動プレイグ発生判定手段と、を備え、
前記始動時回転速度制御手段は、前記始動プレイグ発生判定手段がプレイグニッション発生と判定したときは、燃料噴射時期を吸気行程とする
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の始動制御装置。 Engine temperature detecting means for detecting the engine temperature;
Intake air temperature detecting means for detecting the temperature of air sucked into the engine;
Starting pre-ignition occurrence determining means for determining whether or not pre-ignition is generated at the time of starting the engine, from detection values of the engine temperature detecting means and the intake air temperature detecting means,
2. The start control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the starting rotation speed control means sets the fuel injection timing as an intake stroke when the start pre-ignition generation determination means determines that pre-ignition has occurred. .
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